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Estaca Raiz

Estacas Raiz

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Estacas raiz em solo e rocha: É uma estaca moldada “in loco” executada através de perfuração rotativa ou roto-percussiva, revestida integralmente no trecho em solo, por meio de tubo metálico (tubo de revestimento) que garante a estabilidade da perfuração. No trecho em rocha, seja na passagem de matacões ou no embutimento no topo rochoso, ela é executada a partir da perfuração interna ao tubo de revestimento, por processo roto-percussivo, tendo como consequência a redução do diâmetro neste trecho. É optativo o recorte deste trecho, de maneira a conferir à estaca o diâmetro externo do tubo de revestimento.

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Introdução

É uma estaca concretada “in-loco”, considerada de pequeno diâmetro, pois o mesmo varia entre 100 mm e 410 mm, tendo elevada capacidade de carga baseada essencialmente na resistência por atrito lateral do terreno atravessado, seu diâmetro e comprimento. Evidentemente, se constatada a presença de rocha na ponta da mesma, ela pode ser empregada também como estaca com resistência de ponta. Em ambos os casos, o cálculo de uma fundação em estacas raiz é semelhante ao método clássico utilizado em outros tipos de estacas e baseia-se na capacidade de carga da mesma isoladamente.

Devido ao seu processo executivo a estaca raiz é uma estaca de argamassa armada, com fuste contínuo rugoso e armada ao longo de seu comprimento. Ela atende as especificações quanto à resistência da argamassa, interação ferro-argamassa, proteção e recobrimento da armadura, etc.

As estacas raiz foram empregadas inicialmente no reforço de fundações e ao longo dos anos, com o aprimoramento de novas técnicas de perfuração e ampliação de novos conceitos e parâmetros da mecânica dos solos, seu uso disseminou-se permitindo resolver diversos problemas na área de fundações, de contenção de taludes ou escavações, de consolidação de terrenos e outros.

Podem ser executadas na vertical ou inclinadas, com limitação de pé direito ou da área de trabalho, devido às dimensões reduzidas do equipamento de perfuração. Alinhando-se a isto, podemos salientar também:

  • A alta produtividade obtida;
  • A possibilidade de atravessar qualquer tipo de terreno inclusive rocha, matacão, concreto armado e alvenaria
  • A ausência de vibração
  • A ausência de descompressão do terreno
  • O baixo nível de poluição sonora
METODOLOGIA EXECUTIVA
1. PERFURAÇÃO

É efetuado pelo sistema rotativo ou roto-percussivo, utilizando um tubo de revestimento em cuja extremidade é acoplada uma coroa de perfuração adequada às características geológicas da obra. No caso de ser necessário atravessar camadas de concreto, matacões ou rocha, utiliza-se martelo de fundo com “bits” acoplado a hastes com diâmetro inferior ao diâmetro interno do tubo de revestimento. Caso seja necessário dar continuidade à perfuração com revestimento, utiliza-se sapata para efetuar o alargamento do furo no material impenetrável.

Perfuração de Rocha na Rod. dos Bandeirantes

Perfuração de Rocha na Rod. dos Bandeirantes

O material proveniente da perfuração é eliminado continuamente pelo refluxo do fluído de perfuração através do interstício criado entre o tubo de revestimento e o solo, devido à diferença existente entre diâmetros (Ø coroa > Ø tubo), lubrificando ainda a coluna e facilitando a descida do tubo.

A perfuração pode-se dar também internamente a uma camisa metálica cravada até o impenetrável, tendo a finalidade de criar um elo de ligação dessa camisa com a rocha através de um pino ou furo feito com martelo de fundo (down the hole).

2. ARMAÇÃO

Concluída a perfuração da estaca com a inclinação e profundidade previstas, procede-se à colocação da armadura que tem o comprimento do fuste da mesma.

A armadura pode ser constituída por monobarra ou feixe de aço; várias barras de aço com estribo helicoidal formando uma “gaiola”, tubo metálico, ou ainda uma mescla dessas alternativas.

Para estaca raiz à compressão, o transpasse das diversas seções feito por simples sobreposição e para estaca à tração utiliza-se de preferência solda ou luva roscada.
Pode ainda absorver esforços horizontais que provocam esforços de compressão e tração no fuste se a estaca for inclinada e de flexão se ela for executada na vertical. Nesse caso, deve ser utilizada armadura periférica para resistir a esforços ou empuxos horizontais.

Ressalve-se ainda que, em função do diagrama de atrito lateral, a seção da armadura ao longo do fuste pode ser variável.

3. INJEÇÃO DE ARGAMASSA

A injeção de argamassa é efetuada sob pressão, rigorosamente controlada e variável entre 0,0 a 0,4 MPa (dependendo do tipo do solo), utilizando-se uma argamassa de elevada resistência, obtida pela mistura de areia peneirada e cimento, na proporção de 600 Kg de cimento para 1 m3 de areia, com fator água/cimento entre 0,4 a 0,6 considerando-se as características da areia empregada.

Inicialmente, coloca-se o tubo de injeção até o fundo da perfuração lançando a argamassa de baixo para cima, garantindo-se a troca do fluído de perfuração pela argamassa. Estando toda a perfuração preenchida com argamassa, coloca-se um tampão no topo do revestimento precedendo-se a retirada do mesmo com o emprego de um extrator hidráulico e, concomitantemente executa-se a injeção de ar comprimido que é controlado para evitar deformações excessivas do terreno, garantindo a integridade do fuste e também a perfeita aderência da estaca com terreno.

Essas operações são repetitivas, e deve-se adicionar argamassa para o complemento do preenchimento do tubo visando o seu nível sempre acima da coroa de perfuração. A retirada do revestimento poderá ser executada também com o próprio equipamento de perfuração.

Ressalva-se, que a pressão do ar aplicada é determinada pela absorção do terreno e deve também evitar a laminação da argamassa aplicada. Procedendo-se como acima, é permitido no dimensionamento estrutural da estaca considerar a resistência da argamassa, reduzindo sensivelmente a armadura necessária e obtendo um custo final menor.

Nos casos de estacas metálicas perdidas, a injeção de argamassa segue o mesmo procedimento, não tendo a necessidade de compressão, pois o suporte e o contato são a própria camisa, não havendo deformação nenhuma.

Salienta-se, que para estacas com perfuração através de estruturas existentes a solidarização, estaca/estrutura é imediata após a concretagem, praticamente não provocando esforços na estrutura enquanto se processa a transferências do carregamento, devido à baixa deformação necessária para a absorção da carga de trabalho pelas estacas.

Considerações

As principais considerações são:
Sendo uma estaca que tem uma capacidade de carga dimensionada em função do atrito lateral, responde imediatamente a qualquer movimento da estrutura no caso de empregada como reforço de fundação, substituindo no todo ou em parte a fundação inicial dependendo da concentração técnica do projeto de reforço.

Pode ser utilizada em qualquer tipo de terreno; atravessar vários tipos de obstáculos e ter diferentes inclinações.

Resiste a cargas de tração muito elevadas o que a torna ideal no caso de fundação para torres de linha de transmissão até plataformas de petróleo, substituindo também os tirantes empregados em estrutura de contenção.

É executada também com diferentes diâmetros de perfuração ao longo do fuste, no sentido descendente, observando-se normalmente a menor resistência das camadas superficiais. Formam-se dessa maneira capitéis, que podem receber reforço na armadura da cabeça para absorver esforços horizontais.

Como a injeção é efetuada com controle rigoroso e o aglomerado é injetado sem perda de carga, a leitura do manômetro da bomba corresponde praticamente à pressão da argamassa sobre o terreno, evitando-se assim deformação excessiva no mesmo, bem como efeito da “clacagem” (laminação) da argamassa.

Quando utilizada em grupo de estacas, com diferentes inclinações e grande densidade, formam o chamado “reticulado”. Nesse caso, sua capacidade de carga é medida pela área delimitada pelas mesmas e não somente pela capacidade individual de cada estaca (similar ou que ocorre na análise da estabilidade de uma árvore).

Nas provas de carga à compressão, pode-se utilizar as estacas vizinhas trabalhando à tração para elementos de reação, eliminando-se a necessidade de cargueiro ou tirante.

Ressalve-se que nas provas de carga à tração em estacas previstas à compressão, os resultados obtidos não refletem o verdadeiro comportamento à compressão, além de apresentarem altos custos adicionais devido ao acréscimo da armadura de tração e a não consideração da resistência da argamassa da estaca.

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